蒸汽管网的综合优化利用

张本峰 吴 培 乔 洁 顾朝晖(河南心连心化肥有限公司 河南新乡453731)

蒸汽管网的综合优化利用

张本峰 吴 培 乔 洁 顾朝晖
(河南心连心化肥有限公司 河南新乡453731)

1 蒸汽压差能量发电技术的应用

1.1 中压蒸汽综合利用

目前，河南心连心化肥有限公司(以下简称心连心公司)中压蒸汽的用户主要为变换、蒸氨和尿素水解系统，合成废热锅炉所产蒸汽供给变换和尿素水解系统，低压甲醇装置所产蒸汽供给蒸氨系统。低压甲醇装置所产的2.3 MPa低品位蒸汽不能满足3.0 MPa蒸汽管网的压力要求，一般，供给蒸氨系统之后多余的蒸汽通过减压送往1.3 MPa的蒸汽管网，浪费了2.3 MPa到1.1 MPa之间的蒸汽压差能量。变换系统压力低于2.2 MPa，低压甲醇装置所产的2.3 MPa蒸汽完全可供给变换系统使用。由于1.3 MPa的蒸汽需求量大，可将合成废热锅炉产的3.0 MPa(心连心公司的3.0 MPa的蒸汽管网实际压力与合成废热锅炉的蒸汽压力相同，为2.7 MPa，习惯上将合成废热锅炉产的2.7 MPa蒸汽称为3.0 MPa蒸汽)的蒸汽通过汽轮机发电后变为1.3 MPa蒸汽。因此，心连心公司利用3.0 MPa蒸汽驱动循环水泵以达到节电的目的，但因蒸汽压力不够稳定，导致该节电装置运行效果不佳。在增设1只蒸汽缓冲罐稳定蒸汽压力后，该节电装置平稳运行。

1.2 低压蒸汽综合利用

3#造气系统消耗0.50 MPa蒸汽约80 t/h，造气系统入口蒸汽压力为0.50 MPa左右，而实际所需蒸汽压力为0.04 MPa 。为利用这部分蒸汽差压，1#造气系统(所需蒸汽量为42 t/h)增设了1台低压汽轮机。该低压汽轮机利用烃化系统所产蒸汽(约16 t/h)过热后进行发电，进口蒸汽温度约250 ℃、压力0.50 MPa；出口蒸汽温度为170 ℃左右、压力0.05 MPa，日发电量达2 100 kW·h。低压汽轮机出口蒸汽温度相对较低，为此，采用过热蒸汽(压力约0.30 MPa，流量约26 t/h)与低压汽轮机出口蒸汽进行混合后进入缓冲罐，既利用了过热蒸汽的高位热能，又利用了烃化系统所产蒸汽(约16 t/h)的差压。

3#造气系统所用蒸汽温度约200 ℃、压力约0.30 MPa，但实际需要温度约200 ℃、压力约0.04 MPa 蒸汽就可以满足3#造气系统的用汽要求，所以可利用这部分蒸汽差压进行发电，以降低能耗。3#造气系统所用的蒸汽来自中压汽轮机的排汽(压力约0.30 MPa，温度220～230 ℃)，为利用这部分蒸汽差压进行发电，需要新增1台低压汽轮发电机。根据现有工况，选择低压汽轮机的配置如下：进汽为中压汽轮机的排汽，具体参数为进汽压力0.30 MPa，温度220 ℃；排汽压力0.05 MPa，温度81 ℃；额定流量80 t/h，额定功率5 400 kW；低压汽轮机最小进汽流量为50 t/h时，功率为3 000 kW。由于低压汽轮机出口蒸汽的温度太低，仅为81 ℃，现设计低压汽轮机进汽流量为50 t/h，未进低压汽轮机的温度为220 ℃、压力0.30 MPa 的蒸汽(30 t/h)与低压汽轮机排汽(流量50 t/h，压力0.05 MPa，温度81 ℃)进行混合，提温后蒸汽温度为131 ℃，混合后的蒸汽再利用中压汽轮机抽汽的过热蒸汽(流量为40 t/h，温度330 ℃，压力为1.10 MPa)将其温度由131 ℃提高到200 ℃，以满足3#造气系统正常生产的需要。

低压蒸汽综合利用工艺流程见图1。

2 蒸汽输送流程优化

由上述分析，为合理利用中压蒸汽，低压甲醇系统汽包的2.3 MPa蒸汽可以直接供给变换系统使用，但是需要改变进变换系统界区的蒸汽管道。具体方案如下：由低压甲醇系统汽包出口直接增加1条管道连接至合成废热锅炉去变换系统的蒸汽管道上，优先采用低压甲醇系统汽包提供的蒸汽(压力2.3 MPa，流量10 t/h，温度220 ℃)；当低压甲醇系统汽包蒸汽供应量不足时，则采用合成废热锅炉蒸汽(压力2.7 MPa，温度290 ℃)进行补充(见图2)。

图1 低压蒸汽综合利用工艺流程

图2 蒸汽输送工艺流程优化

3 冷凝水回收利用方案

由于心连心公司产汽岗位及用汽岗位不集中，蒸汽输送工艺流程较长，在输送蒸汽较长的管道上设大量导淋管和疏水阀，如果将其排出的蒸汽和冷凝液加以回收，可节省大量的能源。蒸汽管网冷凝液回收工艺流程如图3所示，将蒸汽管道上的导淋管和疏水阀排出的蒸汽及冷凝液回收后再进行气液分离，采用乏汽回收装置进行分离的气体再综合利用，回收的冷凝液通过冷凝液闪蒸槽降压闪蒸释放出能量之后用于加热低温介质，换热之后的冷凝液补充到脱盐水系统。

4 小结

(1)管网蒸汽差压利用，不需要消耗一次能源、不增加生产装置的蒸汽用量、不影响生产装置后续工艺的蒸汽用量、不产生任何污染，尤其是在生产装置工艺蒸汽压力变动的情况下，满足生产要求，大大提高了蒸汽的综合利用效率，具有节能的效果。

图3 蒸汽管网冷凝液回收工艺流程

(2)优化输送流程主要是根据工艺生产条件合理的利用不同品位蒸汽的能量，将损耗降到最低。

(3)蒸汽在输送过程中的损耗所占的比例相当大，该乏汽回收装置主要是将在蒸汽输送过程中疏水阀、导淋及其他一些设备上的定排、连排所产生的废气和冷凝液进行回收综合利用。

2014- 03- 09)